CN105467811A

CN105467811A - 机械零件、机械零件的制造方法、机芯以及钟表

Info

Publication number: CN105467811A
Application number: CN201510579952.8A
Authority: CN
Inventors: 田边幸子; 新轮隆; 中岛正洋
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2035-09-11
Also published as: US9817369B1; CN105467811B; US20170315509A1; CH710113A2; US20160077490A1; US9753433B2; CH710113B1

Abstract

本发明提供一种机械零件、机械零件的制造方法、机芯以及钟表，该机械零件能够相对于轴部件牢固地固定压入部，能够获得充分的缓冲效果，而且能够精度良好地确定外径尺寸。提供以轴部件(30)为中心转动的机械零件(10)。该机械零件(10)具有：零件主体(11)，其具有供轴部件(30)贯穿插入的贯穿孔(14)；以及压入部(12)，其形成于贯穿孔(14)的内表面，通过将轴部件(30)压入该压入部，该压入部被固定于轴部件(30)。零件主体(11)具有保持凹部(15)，该保持凹部(15)是限制压入部(12)相对于零件主体(11)的移位的固定器结构。压入部(12)由金属材料形成。

Description

机械零件、机械零件的制造方法、机芯以及钟表

技术领域

本发明涉及机械零件、机械零件的制造方法、机芯以及钟表。

背景技术

在机械式钟表等精密机械中，使用有以轴部件为中心转动的齿轮等机械零件。

作为机械零件与轴部件的结合结构，存在这样的结构：在机械零件的贯穿孔中形成有由金属构成的压入部，轴部件被压入该压入部而固定(例如，参照专利文献1)。

由于这种机械零件形成得较薄，因此容易受到当压入轴部件时所产生的应力影响，但具有所述压入部的机械零件能够通过压入部缓和所述应力。

在专利文献1所记载的机械零件中，通过电镀在整个表面形成金属膜，该金属膜中的形成于贯穿孔的内表面上的部分能够作为压入部发挥功能，该压入部能够缓和因压入轴部件所产生的应力。

专利文献1：日本特开平11-304956号公报

但是，在所述机械零件中，由于贯穿孔的内表面的金属膜是通过电镀形成的，因此存在以下的缺点。

如果金属膜较薄，则该金属膜的塑性变形量较小，尤其在将脆性材料(陶瓷材料等)用于机械零件的情况下，容易引起破损。另外，金属膜有可能从贯穿孔的内表面剥离。膜剥离可能会成为轴向偏离的原因。而且，在前述的结构的机械零件中，也存在容易引起旋转松弛的问题。

另外，由于金属膜形成于机械零件的整个表面，因此，如果使贯穿孔的内表面的金属膜变厚，则外周面的金属膜也变厚，从而使机械零件的外径变大，因而有可能对与其它机械零件的关系带来不良影响。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种机械零件、机械零件的制造方法、机芯以及钟表，该机械零件能够相对于轴部件牢固地固定压入部，能够获得充分的缓冲效果，而且能够提高尺寸精度。

本发明提供一种机械零件，其以轴部件为中心转动，其中，该机械零件具有：零件主体，其具有供所述轴部件贯穿插入的贯穿孔；和压入部，其形成于所述贯穿孔的内表面，通过将所述轴部件压入所述压入部，该压入部被固定于所述轴部件上，在所述贯穿孔的内表面上形成有保持凹部，该保持凹部是通过保持所述压入部的至少一部分来限制所述压入部相对于所述零件主体的移位的固定器结构，所述压入部由金属材料形成。

根据该结构，由于在零件主体上形成有保持凹部，该保持凹部是限制压入部的移位的固定器结构，因此能够提高压入部相对于零件主体的固定强度，不容易引起机械零件工作时的旋转松弛。由此，能够可靠地将轴部件的扭矩传递至零件主体，从而能够提高使用了该机械零件的钟表的计时精度。

另外，由于所述压入部的至少一部分被保持在保持凹部中，因此能够在该部分增大压入部的径向尺寸(厚度)。因此，能够确保充分的压入裕量，提高缓冲效果。因而，即使在对零件主体使用了脆性材料的情况下，也能够防止压入轴部件时的应力所造成的机械零件的破损。

另外，由于能够使压入部的径向尺寸(厚度)变大，因此能够不容易引起压入部的剥离。

而且，由于压入部由金属材料构成，因此能够通过电铸法形成。由此，由于能够在金属材料不附着于零件主体的外周面的情况下形成压入部，因此不会使机械零件的外径尺寸变大。由此，能够提高机械零件的尺寸精度，提高钟表的计时精度。

优选的是，通过将所述保持凹部在第1位置处的宽度尺寸设定得比在第2位置处的宽度尺寸小，来限制所述压入部向内侧移位，所述第2位置比所述第1位置靠外周侧。

根据该结构，能够进一步提高压入部相对于零件主体的固定强度，防止机械零件工作时的旋转松弛。

优选的是，所述保持凹部具有周向尺寸朝向外侧不连续地变大的支承阶梯部，所述压入部具有与所述支承阶梯部抵接的抵接阶梯部。

优选的是，所述压入部在所述零件主体的周向上的至少1个部位处被分割。

根据该结构，能够不容易引起压入部在周向上的移位，进一步提高压入部相对于零件主体的固定强度，防止机械零件工作时的旋转松弛。

优选的是，在所述零件主体上形成有收纳凹部，该收纳凹部收纳所述压入部的随着所述轴部件的压入而产生的鼓出变形部分。

根据该结构，能够缓和与轴部件的压入相伴随的应力。由此，不容易对零件主体施加过大的力，能够可靠地防止零件主体的破损。

优选使所述压入部的一部分从所述贯穿孔的内表面突出。

根据该结构，能够可靠地保持轴部件。

也可以是，所述压入部具有限制相对于所述零件主体在厚度方向上的移位的移位限制结构。

根据该结构，由于能够限制轴部件的位置偏移，因此能够防止机械零件的破损，提高使用了该机械零件的钟表的计时精度。

优选的是，所述零件主体由脆性材料构成。

本发明的机芯具有所述机械零件。

根据该结构，能够提供计时精度较高的机芯。

本发明的钟表具有所述机械零件。

根据该结构，能够提供计时精度较高的钟表。

本发明提供一种机械零件的制造方法，所述机械零件以轴部件为中心转动，其特征在于，所述机械零件具有：零件主体，其具有供所述轴部件贯穿插入的贯穿孔；和压入部，其形成于所述贯穿孔的内表面，通过将所述轴部件压入所述压入部，该压入部被固定于所述轴部件上，在所述贯穿孔的内表面上形成有保持凹部，该保持凹部是通过保持所述压入部的至少一部分来限制所述压入部相对于所述零件主体的移位的固定器结构，所述机械零件的制造方法具有如下工序：在构成所述零件主体的基材的至少一个面上，形成具有与所述压入部的形状相对应的内部形状和与所述零件主体的外部形状相对应的外部形状的掩模，并对应于所述掩模的内部形状在所述基材上形成所述保持凹部；以至少一部分被保持于所述保持凹部中的方式通过电铸法形成由金属材料构成的所述压入部；以及，对应于所述掩模的外部形状除去所述基材的多余部分。

根据本发明，由于使用共用的掩模形成压入部并规定零件主体的外部形状，因此能够提高零件主体相对于轴部件的同轴度。另外，能够提高径向的尺寸精度。

因此，难以引起相对于轴部件的轴向偏差，且能够防止机械零件工作时的偏心。因而，能够提高使用了该机械零件的钟表的计时精度。

根据本发明的机械零件，由于在零件主体上形成有保持凹部，该保持凹部是限制压入部的移位的固定器结构，因此能够提高压入部相对于零件主体的固定强度，不容易引起机械零件工作时的旋转松弛。由此，能够可靠地将轴部件的扭矩传递至零件主体，从而能够提高使用了该机械零件的钟表的计时精度。

另外，由于在保持凹部中保持有所述压入部的至少一部分，因此能够在该部分处增大压入部的径向尺寸(厚度)。因此，能够确保充分的压入量，提高缓冲效果。因而，即使在对零件主体使用了脆性材料的情况下，也能够防止压入轴部件时的应力所造成的机械零件的破损。

另外，由于能够增大压入部的径向尺寸(厚度)，因此能够不容易引起压入部的剥离。

根据本实施方式的机械零件的制造方法，由于使用共用的掩模形成压入部并规定零件主体的外部形状，因此能够提高零件主体相对于轴部件的同轴度。另外，能够提高径向的尺寸精度。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式中的机械零件的图，(a)是整体的俯视图，(b)是将(a)的一部分放大的俯视图。

图2是示出图1的机械零件的剖视图，并且是沿图1的(a)的I-I’线的剖视图。

图3是示出本发明的实施方式中的机械零件的制造方法的说明图。

图4是示出与前图连续的机械零件的制造方法的说明图。

图5是示出与前图连续的机械零件的制造方法的说明图。

图6是示出与前图连续的机械零件的制造方法的说明图。

图7是示出电铸装置的结构的示意图。

图8是示出本发明的第1实施方式的机械零件的具体例的俯视图。

图9是示出本发明的第2实施方式中的机械零件的俯视图。

图10是示出本发明的第3实施方式中的机械零件的俯视图。

图11是示出本发明的第4实施方式中的机械零件的俯视图。

图12是示出本发明的第1实施方式的机械零件的变形例的俯视图。

图13是示意性地示出图1的机械零件的第1变形例的剖视图。

图14是示意性地示出图1的机械零件的第2变形例的剖视图。

图15是示意性地示出图1的机械零件的第3变形例的剖视图。

图16是示意性地示出图1的机械零件的第4变形例的剖视图。

图17是示意性地示出图1的机械零件的第5变形例的剖视图。

图18是本发明的实施方式中的完成品的俯视图。

图19是本发明的实施方式中的机芯正面侧的俯视图。

标号说明

1：钟表；

10、10A、70、80、90、220、230、240、250、260：机械零件；

11、71、81、91、221、231、241、251、261：零件主体；

12、72、82、92：压入部；

14、74、94：中央孔部(贯穿孔)；

14a、74a：中央孔部的内缘(贯穿孔的内表面)；

15、75、85、95、225、235、245、255、265：保持凹部(固定器结构)；

15c、75c、95c：最内周位置(第1位置)；

15d、75d：最外周位置(第2位置)；

19：支承阶梯部；

25：抵接阶梯部；

30：轴部件；

31：基材；

32：第1掩模；

50：电铸装置；

82：收纳凹部；

95d：保持凹部的宽度尺寸最大的位置(第2位置)；

100：机芯。

具体实施方式

(第1实施方式，机械零件)

对本发明的第1实施方式的机械零件10进行说明。

图1的(a)是示出机械零件10的俯视图，图1的(b)是将机械零件10的一部分放大的俯视图。图2是沿图1的(a)的I-I’线的剖视图。此外，图1示出了压入轴部件30之前的机械零件10。

如图1和图2所示，机械零件10具有：大致圆板状的零件主体11、和设置于零件主体11的内侧的压入部12。

A1是零件主体11的中心轴，并且是机械零件10的旋转轴。

在以下的说明中，“周向”是指在包括零件主体11的第1面11a的面内，中心与中心轴A1一致的圆的周向。“径向”是指所述圆的径向。“轴向”是指沿着中心轴A1的方向。另外，“内侧”是指接近中心轴A1的方向，“外侧”是指远离中心轴A1的方向。另外，在周向中，将图1的(a)中的顺时针方向称为C1方向，将逆时针方向称为C2方向。

如图1所示，在零件主体11的中央形成有沿厚度方向贯穿零件主体11的中央孔部14(贯穿孔)。

在中央孔部14的内缘14a(内表面)，沿周向隔开间隔形成有多个保持凹部15。

保持凹部15在俯视图中形成为具有沿着周向的圆弧状的外缘15a、和从外缘15a的两端分别朝向内侧的侧缘15b、15b的大致扇形。在侧缘15b、15b上的远离外缘15a的位置(比外缘15a靠内侧的位置)分别形成有凸部16、16。

在图1所示的例子中，形成有4个保持凹部15。将这些保持凹部15沿顺时针方向分别称为第1～第4保持凹部15A～15D。

将相邻的保持凹部15、15之间的部分称为中间部分17。将这些中间部分17沿顺时针方向分别称为第1～第4中间部分17A～17D。

优选使保持凹部15形成为在周向上隔开一定的间隔。即，优选使中间部分17的周向尺寸彼此相等。另外，优选使保持凹部15的周向尺寸彼此相等。在图1的例子中，4个保持凹部15使位置在周向上错开90度而形成。

此外，保持凹部的数量不限于图示例。保持凹部的数量既可以是1个，也可以是多个。

参照XY坐标系来说明机械零件10的各结构的位置关系。

在与零件主体11的第1面11a平行的面内，将穿过第1保持凹部15A和第2保持凹部15B之间的部分即中间部分17(第1中间部分17A)的中央(周向的中央)且沿着径向的方向称为X方向。在与零件主体11的第1面11a平行的面内，将垂直于X方向的方向称为Y方向。

第1保持凹部15A的C1方向侧的侧缘15b(侧缘15Ab2)、第2保持凹部15B的C2方向侧的侧缘15b(侧缘15Bb1)、第3保持凹部15C的C1方向侧的侧缘15b(侧缘15Cb2)、以及第4保持凹部15D的C2方向侧的侧缘15b(侧缘15Db1)能够沿着X方向形成。

第1保持凹部15A的C2方向侧的侧缘15b(侧缘15Ab1)、第2保持凹部15B的C1方向侧的侧缘15b(侧缘15Bb2)、第3保持凹部15C的C2方向侧的侧缘15b(侧缘15Cb1)、以及第4保持凹部15D的C1方向侧的侧缘15b(侧缘15Db2)能够沿着Y方向形成。

如图1的(b)所示，凸部16例如在俯视图中能够形成为矩形，且能够沿着与侧缘15b垂直的方向突出地形成。

凸部16的外缘16a沿着与侧缘15b倾斜的方向(在图1的(b)中与侧缘15b垂直地)形成。外缘16a是周向的位置大幅变化的部分，也称为支承阶梯部19。

在支承阶梯部19处，保持凹部15的周向尺寸不连续地变化。即，保持凹部15的周向尺寸朝向外侧在支承阶梯部19处不连续地变大。

根据该结构，能够阻止轴支承部18向内侧移位，进一步提高压入部12相对于零件主体11的固定强度，防止机械零件10工作时的旋转松弛。

凸部16的末端缘16b能够与侧缘15b平行地形成。

此外，凸部的俯视图形状不限于矩形，也可以是半圆形、三角形等。

也可以形成多个凸部。这些多个凸部可以以成为多阶的方式形成。

如图1的(a)所示，中间部分17的内缘17a(中央孔部14的内缘14a)中的第1中间部分17A和第3中间部分17C的内缘17Aa、17Ca能够沿着Y方向形成。

第2中间部分17B和第4中间部分17D的内缘17Ba、17Da能够沿着X方向形成。

保持凹部15在最内周位置15c(凸部16的末端缘16b的最内侧的位置)(第1位置)(参照图1的(b))处的宽度尺寸L1(参照图1的(a))比在最外周位置15d(侧缘15b的最外侧的位置)(第2位置)(参照图1的(b))处的宽度尺寸L2(参照图1的(a))小。

宽度尺寸L1是保持凹部15的周向的一端部的最内周位置15c与该保持凹部15的周向的另一端部的最内周位置15c之间的距离。宽度尺寸L2是保持凹部15的周向的一端部的最外周位置15d与该保持凹部15的周向的另一端部的最外周位置15d之间的距离。

保持凹部15保持轴支承部18，由此作为限制轴支承部18向内侧和周向移位的固定器结构发挥功能。

根据该结构，能够阻止轴支承部18向内侧和周向移位，因而能够进一步提高压入部12相对于零件主体11的固定强度，防止机械零件10工作时的旋转松弛。

此外，如果保持凹部在第1位置处的宽度尺寸比在第2位置处的宽度尺寸小，该第2位置比所述第1位置靠外周侧，则第1位置也可以不是最内周位置，第2位置也可以不是最外周位置。

作为零件主体11的材料，优选是陶瓷材料等脆性材料。作为陶瓷材料，可以使用Si、SiC、Si₃N₄、氧化锆、红宝石、碳材料等。

此外，所谓的脆性材料是指这样的材料：由外部应力所引起的弹性变形的极限应变量较小，当超过弹性变形的极限时，不存在屈服点而造成破坏，优选是弹性变形区域在1％以下的材料，更优选是弹性变形区域在0.5％以下的材料。脆性材料具有韧性较低的性质。

优选的是，零件主体11具有较高的绝缘性。在零件主体11的绝缘性不足的情况下，优选在与轴支承部18抵接的表面上形成氧化物膜。

在保持凹部15(15A～15D)中形成有构成压入部12的轴支承部18。

轴支承部18充满保持凹部15的内部空间，并且其一部分形成为比中间部分17的内缘17a(中央孔部14的内缘14a)向内侧突出。根据该结构，轴支承部18能够可靠地保持轴部件30。

轴支承部18在俯视图中形成具有下述部分的大致扇形：与外缘15a抵接的圆弧状的外缘18a；与侧缘15b抵接的侧缘18b；以及沿着周向的内缘18c。

将轴支承部18中的形成于保持凹部15内的部分称为主部21，将比中间部分17的内缘17a向内侧突出的部分称为突出部22。

在侧缘18b、18b上的远离外缘18a的位置(比外缘18a靠内侧的位置)处分别形成有凹部24、24。

凹部24具有：内缘24a，其与凸部16的外缘16a(支承阶梯部19)抵接；以及直线状的侧缘24b，其与凸部16的末端缘16b抵接。

内缘24a是周向的位置大幅变化的部分，也称为抵接阶梯部25。在抵接阶梯部25处，轴支承部18的周向尺寸不连续地变化。即，轴支承部18的周向尺寸朝向外侧在抵接阶梯部25处不连续地变大。

内缘24a(抵接阶梯部25)通过与凸部16的外缘16a(支承阶梯部19)抵接，来可靠地阻止轴支承部18朝向内侧移位。

在图1所示的例子中，侧缘24b形成为与侧缘15b平行的直线状。

轴支承部18以抵接阶梯部25为基准具有比该抵接阶梯部25靠外周侧的部分(外周部分28)、和比该抵接阶梯部25靠内周侧的部分(内周部分29)。

外周部分28是越朝向外周侧周向尺寸越大的大致扇形。内周部分29也是越朝向外周侧周向尺寸越大的大致扇形。

由于轴支承部18的周向尺寸在抵接阶梯部25处不连续地变化，因此内周部分29的最大周向尺寸比外周部分28的最小周向尺寸小。

如图2所示，轴支承部18的第1面18d能够与零件主体11的第1面11a形成为共面，轴支承部18的第2面18e能够与零件主体11的第2面11b形成为共面。

对于轴支承部18来说，如果径向的尺寸较大，则在提高对轴部件30的保持力方面有利。

轴支承部18与零件主体11成为一体。

零件主体11的外径能够成为例如几mm～几十mm。零件主体11的厚度能够成为例如100～1000μm左右。

图1和图2所示的半径r_a是从中心轴A1到轴支承部18的内缘18c的距离。半径r_b是从中心轴A1到轴支承部18的外缘18a的距离。

半径r_c是从中心轴A1到凹部24的内缘24a(抵接阶梯部25)的距离(参照图1的(b))。详细地说，半径r_c是从中心轴A1到内缘24a的末端24a1的距离。

半径R是从中心轴A1到中间部分17的内缘17a的最小距离，在图1的(a)中，是中间部分17的内缘17a的中央与中心轴A1之间的距离。

轴支承部18的半径r_a比中间部分17的半径R小。即，“R＞r_a”。

中间部分17的半径R与轴支承部18的半径r_a的差(R-r_a)是成为轴部件30被压入内侧空间26(后述)时的压入裕量的尺寸，优选是10μm左右。

半径r_c比半径r_a大，且比半径r_b小。即，“r_a＜r_c＜r_b”。

轴支承部18的径向尺寸t是半径r_b与半径r_a的差(r_b-r_a)，优选是几十μm以上。

轴支承部18的宽高比(径向尺寸t/轴向尺寸)优选是10以下。通过将宽高比设定于该范围，能够确保充分的压入量，从而易于防止零件主体11破损。

压入部12由沿周向排列的4个轴支承部18构成。该轴支承部18的形状可以说是在周向位置彼此不同的4处部位对环状体进行分割而成的形状。

通过使压入部12形成为分割形状，不容易引起压入部12的周向移位，能够进一步提高压入部12相对于零件主体11的固定强度，防止机械零件10工作时的旋转松弛。因而，能够可靠地将轴部件30的扭矩传递至零件主体11。

此外，轴支承部的分割数量是1个以上即可，优选是2个以上，更优选是3个以上。当分割数量是1时，轴支承部大致呈C字状，当分割数量是2时，轴支承部成为彼此面对的2个圆弧状。

轴支承部18由金属材料形成。作为金属材料，优选是能够塑性流动且能够通过电铸形成轴支承部18的材料。

作为这样的金属材料，例如有Au、Ni、Cu、以及它们的合金。作为所述合金，有Ni合金(Ni-Fe、Ni-W等)、Cu合金、Au合金等。

与脆性材料相比，金属材料的弯曲强度、抗拉强度、延展性、极限应变较高且脆性较低，因此当压入轴部件30时，能够不容易引起机械零件10破损。

轴部件30能够压入轴支承部18的内缘18c的内侧的空间26(内侧空间26)中。

当压入轴部件30时，轴支承部18被向外侧挤压而沿压缩方向塑性变形，并且轴支承部18的内缘18c保持轴部件30，由此，机械零件10被固定于轴部件30。

轴部件30的直径能够成为例如几十～500μm左右。

轴支承部18在安装于轴部件30后，也可以与轴部件30接合。作为接合方法，可以采用激光焊接、锡焊焊接、扩散接合、钎焊、共晶接合、热压合、基于粘接材料的接合、以及基于蜡的接合等。

根据机械零件10，由于在零件主体11中形成有限制压入部12移位的固定器结构即保持凹部15，因此能够提高压入部12相对于零件主体11的固定强度。因此，能够不容易引起机械零件10工作时的旋转松弛。因而，能够可靠地将轴部件30的扭矩传递至零件主体11，从而能够提高使用了机械零件10的钟表的计时精度。

另外，由于在保持凹部15中保持有压入部12的一部分，因此能够在该部分处使压入部12的径向尺寸(厚度)变大。因此，能够确保充分的压入裕量，提高缓冲效果。因而，即使在对零件主体11使用了脆性材料的情况下，也能够防止压入轴部件30时的应力所造成的机械零件10的破损。

另外，由于能够使压入部12的径向尺寸(厚度)变大，因此能够不容易引起压入部12的剥离。

而且，由于压入部12由金属材料构成，因此能够通过电铸法形成。由此，能够在金属材料不附着于零件主体11的外周面的情况下形成压入部12，因此不会使机械零件10的外径尺寸变大。由此，能够提高机械零件10的尺寸精度，提高钟表的计时精度。

(第1实施方式，机械零件的制造方法)

接着参照图3～图6对第1实施方式的机械零件10的制造方法进行说明。

在图3中，(a)、(c)、(e)是俯视图，(b)、(d)、(f)分别是沿(a)中的II-II’线、(c)中的III-III’线、(e)中的IV-IV’线的剖视图。在图4中，(a)、(c)、(e)是俯视图，(b)、(d)、(f)分别是沿(a)中的V-V’线、(c)中的VI-VI’线、(e)中的VII-VII’线的剖视图。在图5中，(a)、(c)是俯视图，(b)、(d)分别是沿VIII-VIII’线、IX-IX’线的剖视图。在图6中，(a)、(c)是俯视图，(b)、(d)分别是沿X-X’线、XI-XI’线的剖视图。

本实施方式的制造方法具有：制作成型模具41的工序、在成型模具41上通过电铸形成压入部12的工序、以及除去多余部分的工序。

(1)成型模具的制作

如图3的(a)和图3的(b)所示，准备由Si等构成的基材31。

接着，如图3的(c)和图3的(d)所示，在基材31的至少一个面(在此是第1面31a)上形成由SiO₂等氧化物等构成的第1掩模32。

第1掩模32具有：圆环状的主体部32a、从主体部32a离开地形成于主体部32a的内侧的中央部32b、以及将主体部32a和中央部32b彼此连接的多个连结部32c。

主体部32a和中央部32b之间的间隙部分32d的俯视图形状(第1掩模32的内部形状)是与图1的(a)所示的压入部12的形状对应的形状。详细地说，具有与压入部12的俯视图形状相同的俯视图形状。

第1掩模32在俯视图中的外部形状与零件主体11在俯视图中的外部形状相同。

第1掩模32例如能够以下述方式形成：利用光刻法，对形成于基材31的第1面31a的整个区域的由氧化物(例如SiO₂)等构成的包覆膜进行布图。

对于所述包覆膜的布图，例如能够通过以下方法进行。

在基材31的第1面31a的整个区域上形成所述包覆膜，且在该包覆膜的表面形成抗蚀剂层(未图示)。作为抗蚀剂层，既可以使用正性的光致抗蚀剂，也可以使用负性的光致抗蚀剂。

在抗蚀剂层的表面配置规定的光掩模并对抗蚀剂层进行曝光。光掩模的遮光图案在俯视图中的形状和尺寸与图1的(a)所示的零件主体11在俯视图中的形状和尺寸对应。

通过抗蚀剂层的显影除去多余部分，抗蚀剂层成为与第1掩模32对应的形状。

利用干法蚀刻等除去没有抗蚀剂层的部分的包覆膜，从而形成图3的(c)和图3的(d)所示的第1掩模32。形成第1掩模32后，除去抗蚀剂层。

接着，如图3的(e)和图3的(f)所示，在比第1掩模32的外缘靠外侧的区域中形成环状的第2掩模33。

基材31的第1面31a中的比第1掩模32靠外侧的区域被第2掩模33覆盖。由于间隙部分32d未被第2掩模33覆盖，因此，在间隙部分32d处，成为基材31的第1面31a露出的状态。

此外，如图3的(e)和图3的(f)所示那样，第2掩模33的一部分也可以覆盖包括第1掩模32的外缘在内的区域。

第2掩模33可以由例如抗蚀剂层形成。作为抗蚀剂层，既可以使用正性的光致抗蚀剂，也可以使用负性的光致抗蚀剂。

所述抗蚀剂层能够通过例如基于光刻法的布图而形成。例如，使抗蚀剂层透过规定的光掩模曝光并显影，从而能够形成图3的(e)和图3的(f)所示的环状的第2掩模33。

接着，如图4的(a)和图4的(b)所示，利用干法蚀刻等，将在第1掩模32的间隙部分32d中露出的部分的基材31除去。由此，在基材31中形成贯穿孔34，该贯穿孔34具有与间隙部分32d对应的俯视图形状和尺寸。

贯穿孔34在后面的工序中成为保持凹部15。

此时，由于比第1掩模32靠外侧的区域被第2掩模33覆盖，因此该区域不会被除去。

通过除去第2掩模33而获得成型模具41，该成型模具41在具有贯穿孔34的基材31的表面上形成有第1掩模32。

此外，在本实施方式的制造方法中使用的蚀刻，既可以是反应离子蚀刻(RIE)等干法蚀刻，也可以是基于缓冲氟酸水溶液(BHF)等的湿法蚀刻。作为RIE，深反应离子蚀刻(DRIE)是优选的。

(2)压入部的形成

如图4的(c)和图4的(d)所示，通过粘接等将成型模具41固定于基板60的表面60a上。此时，成型模具41成为使基材31的第1面31a朝向基板60的姿态。将基板60和固定在该基板60上的成型模具41称为带基板的成型模具41A。关于基板60，既可以在表面60a上形成有由金属等构成的导电膜(省略图示)，也可以使基板60自身以导电性材料构成。

此外，在图4的(c)和图4的(d)中，成型模具41被设置成第1面31a朝下的姿态。

在成型模具41的间隙部分32d内，以金属材料形成轴支承部18。优选利用电铸法形成轴支承部18。

图7是示出用于形成轴支承部18的电铸装置50的结构的示意图。

电铸装置50具有电铸槽51、电极53、通电布线55以及电源部57。

在电铸槽51中储存有电铸液59。电极53浸渍于电铸液59中。电极53使用与轴支承部18相同的金属材料形成。通电布线55具有第一布线55a和第二布线55b。第一布线55a将电极53和电源部57的阳极侧连接起来。第二布线55b将带基板的成型模具41A和电源部57的阴极侧连接起来。

通过该结构，在电源部57的阳极侧连接有电极53，在阴极侧连接有带基板的成型模具41A。

电铸液59根据电铸材料选择。例如在形成由镍构成的电铸部件的情况下，使用氨基磺酸浴、瓦特浴或硫酸浴等。在使用氨基磺酸浴进行镍电铸的情况下，例如在电铸槽51中加入以氨基磺酸镍水合盐为主成分的氨基磺酸作为电铸液59。

如图7所示，将带基板的成型模具41A设置于电铸装置50中，使电源部57工作而在电极53和带基板的成型模具41A之间施加电压。

由此，构成电极53的金属(例如镍)离子化而在电铸液59中移动，且在基板60的表面60a中的面对成型模具41的贯穿孔34的区域上析出。

如图4的(c)和图4的(d)所示，所述金属在贯穿孔34内生长，从而形成轴支承部18。当贯穿孔34被金属充满、且金属生长到稍微从第2面31b溢出的程度时，停止施加电压。

接着，如图4的(d)中的假想线所示，通过磨削/研磨等除去从第2面31b溢出部分的金属(鼓出部分61)。优选使所述金属的表面与第2面31b共面。

具体地说，将在贯穿孔34中形成有所述金属的成型模具41从电铸槽51取出之后，对成型模具41的第2面31b实施磨削/研磨，能够使第2面31b平坦化，并且能够调整成型模具41的厚度。

由此，在贯穿孔34内形成轴支承部18。

接着，从基板60上卸下成型模具41。

(3)多余部分的除去

接着，如图4的(e)和图4的(f)所示，在基材31的第1面31a上形成第3掩模35，该第3掩模35具有中央孔部63。中央孔部63在俯视图中的形状和尺寸与图1的(a)所示的中央孔部14在俯视图中的形状和尺寸相对应。

关于构成第3掩模35的材料，优选选择这样的材料：当在下面的工序中除去第1掩模32的中央部32b时，不会损伤由金属构成的轴支承部18。第3掩模35可以形成为抗蚀剂层或者金属层。

在图4的(e)和图4的(f)中，成型模具41被设置成第1面31a朝上的姿态。

接着，如图5的(a)和图5的(b)所示，除去第1掩模32的中央部32b。为了除去中央部32b，例如可以采用使用了碳氟化合物类气体的干法蚀刻。

接着，如图5的(c)和图5的(d)所示，使用有机溶剂或O₂等离子体灰化法等除去第3掩模35。

接着，如图6的(a)和图6的(b)所示，除去未形成有第1掩模32的区域即在俯视图中位于第1掩模32的内侧和外侧的区域的基材31。

通过除去位于第1掩模32的内侧的区域的基材31，由此在基材31中形成图1的(a)所示的中央孔部14。

通过除去位于第1掩模32的外侧的区域的基材31，由此得到图1的(a)所示形状的零件主体11。

接着，如图6的(c)和图6的(d)所示，除去第1掩模32。为了除去第1掩模32，例如可以采用使用了碳氟化合物类气体的干法蚀刻。

由此，获得图1和图2所示的机械零件10。

根据本实施方式的机械零件的制造方法，由于使用共用的第1掩模32来形成压入部12并规定零件主体11的外部形状，因此能够提高零件主体11相对于轴部件30的同轴度。另外，能够提高径向的尺寸精度。

因此，难以引起相对于轴部件30的轴向偏差，能够防止机械零件10在工作时的偏心。因而，能够提高使用了该机械零件10的钟表的计时精度。

(第1实施方式的具体例，机械零件)

图8是第1实施方式的机械零件10的具体例的机械零件10A的俯视图。

机械零件10A是齿轮，在机械零件10A的外周缘上形成有向径向外侧突出的多个齿27。齿27形成为宽度沿突出方向逐渐变窄的形状(尖细形状)。通过形成齿27，机械零件10A能够与相邻的齿轮啮合。

作为机械零件10A的齿轮是号码轮等。

此外，机械零件10不限于机械零件10A那样的齿轮，也可以是擒纵轮、擒纵叉、摆轮等。

(第2实施方式，机械零件)

对作为本发明的第2实施方式的机械零件70进行说明。此外，下面，对与已经描述过的实施方式相同的结构标注相同的符号且省略说明。

图9是示出机械零件70的俯视图。

如图9所示，机械零件70具有大致圆板状的零件主体71、和设置于零件主体71的内侧的压入部72。

在零件主体71的中央，形成有中央孔部74(贯穿孔)，在中央孔部74的内缘74a(内表面)上，沿周向隔开间隔地形成有3个保持凹部75。

保持凹部75在俯视图中形成为具有下述部分的大致扇形：沿着周向的圆弧状的外缘75a；和从外缘75a的两端分别朝向内侧的直线状的侧缘75b、75b。

保持凹部75以在最内周位置75c(第1位置)处的宽度尺寸L3比在最外周位置75d(第2位置)处的宽度尺寸L4小的方式形成。

该保持凹部75保持轴支承部78，由此作为限制轴支承部78向内侧和周向移位的固定器结构发挥功能。

将相邻的保持凹部75、75之间的部分称为中间部分77。

优选使零件主体71与第1实施方式中的零件主体11相同地由陶瓷材料等脆性材料构成。

在保持凹部75中形成有构成压入部72的轴支承部78。

轴支承部78充满保持凹部75的内部空间，并且形成为比中间部分77的内缘向内侧突出。

轴支承部78在俯视图中形成为具有下述部分的大致扇形：与外缘75a抵接的圆弧状的外缘78a；与侧缘75b抵接的侧缘78b；以及沿着周向的内缘78c。

轴支承部78与第1实施方式中的轴支承部18相同，使用电铸法由金属材料形成。

压入部72由沿周向排列的3个轴支承部78构成，该形状可以说是对环状体在3处部位进行分割而成的形状。

内缘78c的内侧的空间26(内侧空间26)能够供使机械零件70旋转的轴部件30压入。

在机械零件70中，与第1实施方式的机械零件10不同，在侧缘75b、75b上没有阶梯部，但保持凹部75具有作为限制压入部72移位的固定器结构的充分的功能，因此能够提高压入部72相对于零件主体71的固定强度。因此，不容易引起机械零件70的旋转松弛，能够提高钟表的计时精度。

另外，与第1实施方式的机械零件10相同，能够在不使外径变大的情况下增大压入部72的径向尺寸(厚度)，因此能够提高缓冲效果从而防止机械零件70破损，并且能够提高机械零件70的尺寸精度，提高钟表的计时精度。

(第3实施方式，机械零件)

对作为本发明的第3实施方式的机械零件80进行说明。

图10是示出机械零件80的俯视图。

如图10所示，机械零件80在下述方面与图1等所示的零件主体11不同：在零件主体81上形成有收纳凹部82，该收纳凹部82收纳随着轴部件30的压入而产生的轴支承部18的鼓出变形部分。

收纳凹部82从保持凹部15的外缘15a的端部附近形成至侧缘15b的外周侧的端部附近。

在图10所示的例子中，收纳凹部82具有以轴支承部18的外缘18a与侧缘18b的交点即角部18f为中心的圆弧状的俯视图形状。

收纳凹部82能够收纳轴支承部18的鼓出变形部分，所述鼓出变形部分是由于压入轴部件30而对轴支承部18施力从而产生的。因此，能够缓和与轴部件30的压入相伴随的应力。由此，不容易对零件主体11施加过大的力，从而能够可靠地防止零件主体11的破损。

此外，收纳凹部的形成位置不限于图10所示的位置，也可以是外缘15a或者侧缘15b的延伸方向上的任意位置。例如，可以形成于外缘15a的周向中央位置。

收纳凹部的俯视图形状不限于圆弧形，也可以是任意的形状，例如矩形、半圆形、三角形等。

(第4实施方式，机械零件)

对作为本发明的第4实施方式的机械零件90进行说明。

图11是示出机械零件90的俯视图。

如图11所示，机械零件90具有大致圆板状的零件主体91、和设置于零件主体91的内侧的压入部92。

在零件主体91的中央，在俯视时形成有大致圆形的中央孔部94(贯穿孔)，在中央孔部94的内缘(内表面)，沿周向隔开间隔地形成有3个保持凹部95。

保持凹部95在俯视时能够形成为圆弧状。图示例的圆弧状的保持凹部95的中心处于中央孔部94所构成的圆的外侧，因此最内周位置95c(第1位置)处的宽度尺寸L5比宽度尺寸最大的位置95d(第2位置)处的宽度尺寸L6小。

该保持凹部95保持突出部98，由此作为限制压入部92在周向上移位的固定器结构发挥功能。由于宽度尺寸L5比宽度尺寸L6小，因此保持凹部95是也能够限制压入部92向内侧移位的结构。

压入部92具有：圆环状的主体部93，其形成于中央孔部94的内表面；以及突出部98，其从主体部93的外缘向外侧突出。

突出部98以充满保持凹部95的内部空间的方式形成，具有与保持凹部95相同的俯视图形状(在图11中是圆弧形)。

压入部92与第1实施方式中的压入部12相同，使用电铸法由金属材料形成。

此外，突出部98的俯视图形状不限于圆弧形，也可以是矩形、半圆形、三角形等。

根据机械零件90，由于在零件主体91中形成有保持凹部95，该保持凹部95具有限制压入部92移位的固定器结构，因此能够提高压入部92相对于零件主体91的固定强度。因此，不容易引起机械零件90的旋转松弛，能够提高钟表的计时精度。

(第1实施方式的变形例，机械零件)

如图12所示，在第1实施方式的机械零件10中也可以是：在凸部16的末端缘16b上形成第1凹凸16c，并且在与该凸部16抵接部分的凹部24的侧缘24b上形成与第1凹凸16c对应形状的第2凹凸24c。

通过使第1凹凸16c和第2凹凸24c彼此嵌合，能够提高固定效果(在该例子中是不容易引起轴支承部18向内侧移位的效果)。

(第1实施方式的第1变形例，机械零件)

图13是示意性地示出第1实施方式的机械零件10的第1变形例即机械零件220的剖视图。图13与图2相同，是沿着穿过机械零件220的中心轴、保持凹部以及轴支承部的线(参照图1的(a)的I-I’线)的剖视图。

保持凹部225的周缘225a的内表面225b是以从第1面221a至第2面221b缩颈的方式倾斜一定的角度的倾斜面。

轴支承部228具有限制(相对于零件主体221在)厚度方向上的移位的结构。详细地说，轴支承部228的外缘228a的外表面228b是以从第1面228c至第2面228d缩颈的方式倾斜一定的角度的倾斜面，且在整面的范围内与内表面225b抵接。

由于轴支承部228的第1面228c的外径(最大外径)比保持凹部225的第2面221b的内径(最小内径)大，因此轴支承部228向下方的移动(零件主体221的厚度方向上的移动)被限制。

机械零件220能够利用该结构防止轴支承部228的脱落，从而能够提高其耐久性。

(第1实施方式的第2变形例，机械零件)

图14是示意性地示出第1实施方式的机械零件10的第2变形例即机械零件230的剖视图。

轴支承部238具有限制(相对于零件主体231在)厚度方向上的移位的结构。详细地说，轴支承部238具有由主体部238a和外侧伸出部238b构成的截面为L字状的结构。

主体部238a设置于保持凹部235的周缘235a的内表面235b上。外侧伸出部238b从主体部238a的第1面231a侧的端部沿着零件主体231的第1面231a向径向外侧伸出。

轴支承部238的向下方的移动(在零件主体231的厚度方向上的移动)被与外侧伸出部238b抵接的第1面231a限制。

机械零件230能够利用该结构防止轴支承部238的脱落，从而提高其耐久性。

(第1实施方式的第3变形例，机械零件)

图15是示意性地示出第1实施方式的机械零件10的第3变形例即机械零件240的剖视图。

保持凹部245具有主部245c和第1面凹部245d。主部245c形成于保持凹部245的周缘245a的内表面245b。第1面凹部245d形成于零件主体241的第1面241a上。

轴支承部248具有限制(相对于零件主体241在)厚度方向上的移位的结构。详细地说，轴支承部248具有主体部248a、和外侧伸出部248b。

主体部248a遍及零件主体241的整个厚度方向设置于主部245c中。外侧伸出部248b从主体部248a的第1面241a侧的部分向径向外侧突出。外侧伸出部248b比零件主体241薄，形成于零件主体241的厚度的一部分范围(从厚度方向的中间位置到第1面241a的厚度范围)内，且位于第1面凹部245d内。

对于轴支承部248来说，由于外侧伸出部248b形成于第1面凹部245d内，因此，朝向下方的移动(在零件主体241的厚度方向上的移动)被保持凹部245的底部245e限制。

机械零件240能够利用该结构防止轴支承部248的脱落，从而提高其耐久性。

(第1实施方式的第4变形例，机械零件)

图16是示意性地示出第1实施方式的机械零件10的第4变形例即机械零件250的剖视图。

形成于零件主体251上的保持凹部255具有：主部255c、形成于第1面251a上的第1面凹部255d、以及形成于第1面凹部255d的外缘部处的外缘凹部255e。

主部255c形成于保持凹部255的周缘255a的内表面255b上。外缘凹部255e在第1面凹部255d的外缘部的底面上形成为朝向第2面251b的凹状。

轴支承部258具有限制(相对于零件主体251在)厚度方向上的移位的结构。详细地说，轴支承部258具有主体部258a、外侧伸出部258b以及外缘凸部258c。

主体部258a遍及零件主体251的整个厚度方向设置于主部255c中。外侧伸出部258b从主体部258a的第1面251a侧的部分向径向外侧突出，且形成于第1面凹部255d内。外缘凸部258c从外侧伸出部258b的外缘部向第2面251b突出，且形成于外缘凹部255e内。

轴支承部258的向下方的移动(在零件主体251的厚度方向上的移动)被第1面凹部255d的底部和外缘凹部255e的底部限制。

机械零件250能够利用该结构防止轴支承部258的脱落，从而提高其耐久性。

(第1实施方式的第5变形例，机械零件)

图17是示意性地示出第1实施方式的机械零件10的第5变形例即机械零件260的剖视图。

保持凹部265具有主部265c和第1面凹部265d。主部265c形成于保持凹部265的周缘265a的内表面265b上。第1面凹部265d形成于零件主体261的第1面261a上。

轴支承部268具有限制(相对于零件主体261在)厚度方向上的移位的结构。详细地说，轴支承部268比零件主体261薄，形成于零件主体261的厚度的一部分范围(从厚度方向的中间位置到第1面261a的厚度范围)内。轴支承部268沿径向具有一定的厚度。轴支承部268的包括外缘在内的部分形成于第1面凹部265d内。

对于轴支承部268来说，由于一部分形成于第1面凹部265d内，因此其向下方的移动(在零件主体261的厚度方向上的移动)被保持凹部265的底部265e限制。

机械零件260能够利用该结构防止轴支承部268的脱落，从而提高其耐久性。

下面，参照图面对本发明涉及的机芯和钟表的一个实施方式进行说明。此外，在所参照的附图中，为了使各部件成为能够识别的尺寸而适当变更了各部件的比例尺。

(钟表)

一般来说，将包括钟表的驱动部分的机械体称为“机芯”。将在机芯上安装表盘、指针后装入钟表壳体中而成为成品的状态称为钟表的“完成品”。将构成钟表基板的主板的两侧中的具有钟表壳体的表镜玻璃的一侧、即具有表盘的一侧称为机芯的“背面侧”或者“表盘侧”。将主板的两侧中的具有钟表壳体的后盖的一侧、即表盘的相反侧称为机芯的“正面侧”或者“后盖侧”。

图18是完成品的俯视图。

如图18所示，钟表1的完成品1a具有表盘2和指针4，该表盘2具有表示与时间相关的信息的刻度3等，该指针4包括表示小时的时针4a、表示分钟的分针4b以及表示秒钟的秒针4c。

图19是机芯正面侧的俯视图。此外在图19中，为了容易观察附图，而对构成机芯100的钟表部件中的一部分省略了图示。

机械式钟表的机芯100具有构成基板的主板102。柄轴110被以能够旋转的方式组装于主板102的柄轴引导孔102a中。该柄轴110通过具有拨针杆190、离合杆192、离合杆弹簧194以及背侧支承件196的切换装置来决定在轴线方向的位置。

而且，在使柄轴110旋转时，立轮112借助离合轮(未图示)的旋转而旋转。小钢轮114和大钢轮116通过立轮112的旋转而依次旋转，使得收纳于条盒轮120中的发条(未图示)被上条。

条盒轮120以能够旋转的方式支承于主板102和条盒夹板160之间。二号轮124、三号轮126、四号轮128以及擒纵轮130以能够旋转的方式支承于主板102和轮系支承件162之间。

当条盒轮120借助发条的复原力旋转时，二号轮124、三号轮126、四号轮128以及擒纵轮130借助条盒轮120的旋转依次旋转。这些条盒轮120、二号轮124、三号轮126以及四号轮128构成正面侧轮系。

当二号轮124旋转时，分轮(未图示)基于该旋转而同时旋转，安装于该分轮上的分针4b(参照图18)指示“分钟”。

另外，时轮(未图示)基于分轮的旋转并经由跨轮(未图示)的旋转而旋转，安装于该时轮上的时针4a(参照图18)指示“小时”。

用于控制正面侧轮系的旋转的擒纵调速装置由擒纵轮130、擒纵叉142以及机械零件10(摆轮)构成。

在擒纵轮130的外周形成有齿130a。擒纵叉142以能够旋转的方式支承于主板102和擒纵叉支承件164之间，且具有一对叉瓦142a、142b。在擒纵叉142的一个叉瓦142a与擒纵轮130的齿130a卡合的状态下，擒纵轮130暂时停止。

机械零件10(摆轮)以一定的周期往复旋转，由此使擒纵叉142的一个叉瓦142a和另一个叉瓦142b交替地与擒纵轮130的齿130a卡合和解除。由此，以一定的速度擒纵擒纵轮130。

根据所述结构，由于具有前述的实施方式的机械零件，因此能够提供计时精度高的机芯和钟表。

此外，本发明并不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的实施方式施加各种变更。即，在实施方式中举出的具体的形状或结构等仅是一个例子，能够适当变更。

Claims

1.一种机械零件，其以轴部件为中心转动，其特征在于，

该机械零件具有：

零件主体，其具有供所述轴部件贯穿插入的贯穿孔；和

压入部，其形成于所述贯穿孔的内表面，通过将所述轴部件压入所述压入部，该压入部被固定于所述轴部件上，

在所述贯穿孔的内表面上形成有保持凹部，该保持凹部是通过保持所述压入部的至少一部分来限制所述压入部相对于所述零件主体的移位的固定器结构，

所述压入部由金属材料形成。

2.根据权利要求1所述的机械零件，其特征在于，

通过将所述保持凹部在第1位置处的宽度尺寸设定得比在第2位置处的宽度尺寸小，来限制所述压入部向内侧移位，所述第2位置比所述第1位置靠外周侧。

3.根据权利要求1或2所述的机械零件，其特征在于，

所述保持凹部具有周向尺寸朝向外侧不连续地变大的支承阶梯部，

所述压入部具有与所述支承阶梯部抵接的抵接阶梯部。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的机械零件，其特征在于，

所述压入部在所述零件主体的周向上的至少1个部位处被分割。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的机械零件，其特征在于，

在所述零件主体上形成有收纳凹部，该收纳凹部收纳所述压入部的随着所述轴部件的压入而产生的鼓出变形部分。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的机械零件，其特征在于，

所述压入部的一部分从所述贯穿孔的内表面突出。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的机械零件，其中，

所述压入部具有限制相对于所述零件主体在厚度方向上的移位的移位限制结构。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的机械零件，其特征在于，

所述零件主体由脆性材料构成。

9.一种机芯，其特征在于，

该机芯具有权利要求1～8中的任意一项所述的机械零件。

10.一种钟表，其特征在于，

该钟表具有权利要求9所述的机芯。

11.一种机械零件的制造方法，所述机械零件以轴部件为中心转动，

所述机械零件具有：

零件主体，其具有供所述轴部件贯穿插入的贯穿孔；和

所述机械零件的制造方法具有如下工序：

在构成所述零件主体的基材的至少一个面上，形成具有与所述压入部的形状相对应的内部形状和与所述零件主体的外部形状相对应的外部形状的掩模，并对应于所述掩模的内部形状在所述基材上形成所述保持凹部；

以至少一部分被保持于所述保持凹部中的方式通过电铸法形成由金属材料构成的所述压入部；以及

对应于所述掩模的外部形状除去所述基材的多余部分。